土壤特性空间变异研究进展

对土壤特性空间变异的影响因素作了扼要分析；对土壤特性空间变异研究方法的发展概况作了初步讨论，并对土壤特性空间变异定量研究中涉及的主要分析方法及其参数作了初步介绍；对土壤养分空间变异定量研究的进展作了简要回顾。     

土壤特性空间变异研究进展

对土壤特性空间变异的影响因素作了扼要分析 ;对土壤特性空间变异研究方法的发展概况作了初步讨论 ,并对土壤特性空间变异定量研究中涉及的主要分析方法及其参数作了初步介绍 ;对土壤养分空间变异定量研究的进展作了简要回顾     

基于GPS和GIS的精细农业信息处理系统研究

为了解决精细农业中空间信息的快速获取与分析处理问题,研究了一种用MapObjects实现GIS与GPS有机结合的信息处理系统,具有空间数据可视化分析处理,实时测定和显示动点轨迹,并具有计算面积等功能,能很好地与专家系统和决策支持系统等结合。为展开精细农业的研究,提供了一种新的信息处理方法和系统     

空间变异理论在土壤特性分析中的应用研究进展

空间变异理论是研究随机变量空间变异性的理论。该理论是建立在地统计学基础之上,其研究的主要对象就是那些在空间上具有一定变异性的随机变量。空间变异理论被广泛的应用到土壤学、生态学、地质学、水文学、气象、资源环境以及其它存在“空间变异性”的领域。对空间变异理论的研究方法进行了简要的介绍,并且对空间变异理论在土壤的物理、化学特性及微量元素中应用的研究进行了介绍。在对空间变异理论的研究方法和在土壤特性中应用的归纳和分析中,指出了空间变异理论在理论和应用中的存在的问题并为其提出了展望。     

一种基于GPS和GIS农业装备田间位置的监控系统

对田间车辆的实时监控和导航，是实施精细农业变量作业技术的基础。该文结合中国国情和旱作农业的实际，将GPS、GIS技术相结合，采用MapInfo公司生产的MapX4.5控件内嵌可视化编程语言Visual Basic 6.0，研制开发了一种基于GPS和GIS的田间农业装备实时监控和信息管理系统。系统完成了地图常用功能和各种GIS工具模块的设计,包括串口通讯、地图编辑、网络通讯3个子系统，共17个模块，本系统采用控件技术设计了串口和网络的数据传输和传输数据的保存；以旱作农业机械为例，建立了动态田间农业机械装备数     

土壤特性的空间变异性与绿洲生态稳定性研究——以张掖绿洲为例

绿洲良性存续的核心是协调绿洲人地关系,维持绿洲稳定性.为从绿洲-荒漠过渡土壤空间变异的角度来探讨人类活动下绿洲生态空间稳定性问题,选择甘肃省张掖市龙渠乡的典型绿洲-荒漠过渡带作为试验区,运用地统计学方法对7种土壤特性值(土壤水分含量、水溶性盐分含量、pH值、机械组成、容重、速效磷含量、水解氮含量)在不同景观的空间变异程度进行分析.得出土壤特性值的空间变异同绿洲边缘不同利用程度下的生态稳定性紧密相关,其土壤特性值在不同景观表现出明显的分层规律,研究这一机理有助于人们更加科学地认识绿洲-荒漠过渡带生态保护问题.     

基于GIS和地统计学的低丘红壤地区三种土壤性质空间变异性研究

以浙江省金华市为例,采用地统计学和GIS相结合的方法,对低丘红壤地区土壤有机质、有效N、有效K3种主要性质的空间变异特性进行研究。研究表明,通过平方根转换后,三者都呈很好的正态分布。有机质的变异函数曲线的理论模型较好地符合球状模型,有效N和有效K则符合指数模型。三者都属于中等空间相关性,同时受到结构性因素和随机性因素的共同影响。通过分析3种土壤性质的各向异性,发现不同的土壤性质有不同的空间分布,同一土壤性质在不同的方向上也有不同的空间变异性。     

分形方法在土壤特性空间变异研究中的应用

土壤特性空间变异研究对土壤制图、精准施肥、农业可持续发展等方面具有重要意义。分形几何学是一种探索复杂性的事物的新科学方法和理论,在研究土壤特性空间变异中将有大有可为。本文主要综述了 2000 年以后分形理论在土壤物理特性、化学特性、水分特征及状态参数的空间变异研究中的应用进展,最后对分形理论在土壤特性空间变异研究中的发展方向进行了展望。     

基于地统计分析及GIS的河南省烤烟大田生长期太阳总辐射空间变异性研究

地统计学是研究具有结构和区域双重性质变量空间变异性的一种方法.本文根据《河南省1950年-2000年整编气象资料》提供的有关数据,计算出烟草各生长阶段的太阳总辐射量和光合有效辐射量,并采用地统计学与GIS相结合的方法,研究了大尺度下河南省烤烟种植区烟草各生长阶段的太阳总辐射的空间变异性和分布特征.统计分析表明,上述各变量在河南省境内均可以较好地拟合为正态分布,满足地统计学所要求的平稳假设条件.河南省境内太阳总辐射变异系数最大的是5月份,为9.93％,最小的是7月份,为3.87％.地统计学分析表明:河南省烟草大田生长期太阳总辐射可以拟合为高斯模型,自相关距离为1997100.00m,并且块金值为18.45％,具有很强的空间相关性.河南省烟草大田生长期太阳总辐射量在2170 ～2258MJ·m-2之间的区域占研究区总面积的23.20％,主要分布在南阳、信阳、洛阳、三门峡及平顶山地区;太阳总辐射量2258～2346MJ·m-2之间的区域占研究区总面积的33.07％,主要分布在驻马店、三门峡、洛阳、平顶山、南阳、信阳及漯河地区;太阳总辐射量2346～2436MJ·m-2之间的区域占研究区总面积的25.65％,主要分布在济源、郑州、漯河、周口、商丘、许昌、开封、安阳、新乡以及焦作等地;太阳总辐射量2346～2522MJ· m-2之间的区域占研究区总面积的16.65％,主要分布在焦作、鹤壁、安阳、新乡、开封、周口、商丘、许昌及濮阳等地.     

土壤空间变异性研究

探讨了研究土壤空间变异所必须考虑的相关尺度问题，立足国内，兼顾国外，介绍了近年来土壤特性空间变异性几种研究方法及应用的研究动态，讨论了空间变异研究方法的各自特点及今后研究和应用的发展趋势，展望了空间变异性研究在土壤科学、水土保持与水资源系统中的应用前景。     

盐渍化农田土壤斥水性与理化性质的空间变异性

通过对新疆玛纳斯县盐渍化土壤三个不同尺度(间距分别为50 m、5 m及0.5 m)的284个样点取样分析测定,采用经典统计学、空间自相关、地统计学和分形理论对土壤斥水性与理化性质进行空间格局分析。结果表明:1)土壤斥水性和pH符合正态分布,其余土壤属性符合对数正态分布。三尺度下土壤各属性绝大多数表现为中等变异水平。2)三尺度下土壤各属性的Moran s I系数变化具有相似性,在-0.8~0.6范围内波动。3)三尺度下土壤各属性的半方差函数理论模型大多数能用球状模型来拟合。4)在一定范围内,土壤各属性具有一定的分形特征,分形维数变化幅度为1.75~1.96。分析表明不同尺度下土壤斥水性与理化性质具有一定的差异。     

盐渍化农田土壤斥水性与理化性质的空间变异性

通过对新疆玛纳斯县盐渍化土壤三个不同尺度（间距分别为50m、5m及0.5m)的284个样点取样分析测定,采用经典统计学、空间自相关、地质统计学和分形理论对土壤斥水性与理化性质进行空间格局分析。结果表明：1）土壤斥水性和pH符合正态分布,其余土壤属性符合对数正态分布。三尺度下土壤各属性绝大多数表现为中等变异水平。2）三尺度下土壤各属性的Moran’s I系数变化具有相似性,在-0.8～0.6范围内波动。3）三尺度下土壤各属性的半方差函数理论模型大多数能用球状模型来拟合。4）在一定范围内,土壤各属性具有一定的分形特征,分形维数变化幅度为1.75～1.96。分析表明不同尺度下土壤斥水性与理化性质具有一定的差异。     

黄河三角洲地区典型地块土壤盐分空间变异特征研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题,以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分含量的空间变异特征,绘制了各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图。结果表明：受内在因子和外在因子的共同作用,各土层含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,自相关距差异不大。Kriging插值结果表明,研究区内各土层含盐量的空间分布表现为条带状和斑块状分布。微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间变化的主要因素,地下水性质是影响深层土壤盐分空间分布的主要因素。该研究为黄河三角洲地区盐渍化土壤的分区、改良、管理和合理利用提供了理论基础和参考依据。     

3S技术在农田基础地图测绘与更新中的集成应用

为了得到大比例尺、高精度、电子版的农田基础地图作为参照图层，来分析与处理精细农业研究与实践中采集到的不同数据，该文讨论了几种利用3S技术的测绘方法，并进行了GPS测绘工作。GPS定位数据在GIS系统中经过处理并编辑成图。为了提高测绘和成图的精度，文中设计并测试了单点重复定位—求平均，以及连续定位—移动平均等GPS数据的处理方法；测试结果表明测绘精度达到0.5 m左右。该文农田基础地图的更新基于经过多项式几何校正与坐标配准后的遥感图像进行。     

云南玉溪植烟土壤速效养分空间变异特征及应用

为探讨烟田土壤养分空间变异特征及利用空间变异进行分区管理的技术路线,以全国烤烟种植典型产区云南省玉溪市烟田土壤为例,形成土壤养分空间变异分析—空间分布—肥料养分推荐—分区配方的技术思路。基于烟区土壤养分数据,应用地理信息系统(GIS),采用地统计学方法研究烟区耕作层(0~20 cm)土壤碱解氮、有效磷和速效钾的变异特征和空间分布。以乡镇作为管理单元,依据烟田土壤肥力评价及养分管理指标体系,计算出乡镇烤烟养分管理的氮、磷、钾肥料推荐量。采用聚类分析方法,结合烤烟养分管理"核心是氮、品质元素是钾"的特点,提出玉溪烤烟养分管理5个管理分区、5个基肥配方、2个追肥配方。研究表明:玉溪烟田土壤速效养分为中等强度空间变异,拟合模型为指数模型,变异来源于结构性因素和施肥等人为因素;土壤有效磷的变异最大,高于速效钾和碱解氮,与氮肥和钾肥用量相对稳定,而磷肥相对随机等农艺措施相关;超过67%的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量处于高和极高水平,肥料氮、磷、钾推荐量低于云南省烤烟养分管理平均水平11%左右;提出5个烤烟养分管理分区及相应的基肥和追肥配方,以满足"大配方、小调整"原则,实现分类指导和分区管理。     

Investigation and prediction spatial variability in chemical properties of agricultural soil using geostatistics

Determination of the chemical characteristics of soil for balanced fertilization on large scales is an important factor in achieving a precision agriculture. Laboratory analyses of soil properties are usually expensive and time consuming. Surmounting these problems is possible using geostatistics. Therefore, this research aims at selecting a proper interpolation method using 213 soil samples for alfalfa farmland in Hamadan Province, Iran. Various factors such as pH, EC, , , K, P, Fe, Zn, B and Co were measured. Ordinary kriging and co-kriging were assessed to derive maps of soil physico-chemical properties, using mean absolute error (MAE), mean bias error (MBE), root mean squared error (RMSE) and average kriging standard error (AKSE) as statistical criteria. Variography analysis indicated that the ranges of influence for pH, EC, , , K, P, Zn, Fe, B and Co were 65, 55, 78, 79, 75, 60, 50, 65, 70 and 30 km, respectively, and the measuring error varied between 0.366 and 0.843. The results revealed that, based on precision criteria, co-kriging was the best method for interpolating the chemical properties of soil. Finally, using to the co-kriging for each determined variable, a related zoning map for fertility management of the study area was prepared.     

Determining and mapping some soil physico-chemical properties using geostatistical and GIS techniques in the Naqade region,Iran

The distribution variability of soil electrical conductivity (EC), pH, clay, sand, CaCO₃, organic carbon (OC) and available potassium (K) in the Naqade region was investigated using a geostatistical method and Geographical Information System (GIS) technique. Two hundred and eighty-two topsoil (0–30 cm) samples were randomly collected and analyzed. pH and clay followed a normal distribution, whereas sand EC, CaCO₃, OC and K were log-transformed. The highest variation was observed for soil EC, and the lowest for soil pH. In the variography analysis, spherical, exponential and gaussian models were best fit on experimental semivariograms. The minimum effective spatial autocorrelation was 1500 m for OC and the maximum effective spatial autocorrelation was 4000 m for sand and K. Strong spatial correlations were noted with sand and CaCO₃ (<25%), whereas values were moderate for clay, EC, OC and K (25–75%). Ordinary kriging was utilized for the interpolation of estimated variable determinations in unsampled sites. It was found that soil properties in this study area were strongly influenced by both environmental and natural factors. The results can be used as a source of information for the development and implementation of any further land management and soil and water conservation plans.     

烟田土壤质地的空间变异性研究

为了解烟田土壤质地的空间变异情况进而为烟草精准施肥提供依据,本研究在地统计学和GIS的支持下,以半方差函数为基本工具,分析了平顶山地区典型烟区耕层土壤质地的空间变异特征,并运用普通克里格(Kriging)进行最优无偏线性插值,制作了黏粒、砂粒和粉粒的空间分布图。结果表明,研究区域内不同土壤颗粒在较大范围内存在空间自相关性,黏粒、砂粒和粉粒的空间自相关距离分别为609m、657m和429m;黏粒和砂粒由结构性因素引起的空间变异达80%。各向异性分析都表明,黏粒和砂粒存在较强烈的各向异性,粉粒各向异性则较小。对试验土壤来说,土壤质地具有较强的空间自相关性和变异性,这可能是影响土壤养分空间变异性的主要原因,因此在设计施肥方案时应考虑土壤质地空间变异性的影响。